Легкая броня, рассекающая волны: как многоосевые ткани из углеродного волокна меняют судостроительную отрасль?

Парусная лодка с корпусом весом всего 28 килограммов может рассекать волны при помощи ветра, оставаясь устойчивой, как скала. Задумывались ли вы когда-нибудь, почему углеродное волокно совершило скачок от аэрокосмической отрасли к судостроению и стремительно стало стандартной особенностью высококлассных судов?

Ответ, возможно, кроется в этой цифре: снижение массы более чем на 20 % по сравнению с традиционными конструкциями из алюминиевого сплава. Когда пассажирский паром длиной 34 метра теряет одну пятую своей массы, результатом становится не только повышение скорости, но и существенное снижение энергопотребления, а также заметное увеличение дальности хода. В этом и заключается привлекательность многоосевых углеродных тканей в морской отрасли.

Комплексное внедрение в морской отрасли: «Навигационная карта» многоосевых углеродных волокон

Благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам многоосевые ткани из углеродного волокна получили широкое распространение в несущих конструкциях, ключевых компонентах и вспомогательных системах судостроения, охватывая весь спектр типов судов — от яхт и пассажирских паромов до коммерческих и специализированных судов.

Корпус и надстройка: лёгкие и прочные, разработаны с учётом общих требований к судну

Корпус является основной несущей конструкцией судна и представляет собой наиболее распространённую область применения многоосевых углеродных волокон. область применения многоосевых углеродных волокон.

(1) Люксовые яхты / парусные яхты: Высококлассные европейские яхты (например, норвежская «Vision Of The Fjords») используют многоосевые ткани из углеродного волокна для изготовления 41-метровых корпусов из углеродного волокна, формируемых как единая деталь методом вакуумной инфузии. Это позволяет снизить массу более чем на 40 %, повысить скорость, сократить расход топлива и значительно улучшить устойчивость к ветру и волнению.

(2) Высокоскоростные пассажирские паромы: Большой заливный район Гуаньдун — Гонконг — Макао. «Новый жемчуг-3» (вместимость 500 пассажиров) и «Новый жемчуг-39» (вместимость 400 пассажиров) полностью изготовлены из отечественных многоосевых углеродных композитных материалов класса T700. По сравнению с судами из алюминиевого сплава их масса снижена более чем на 20 %, а запас хода при полностью электрической тяге увеличен на 40 %. Они способны безопасно эксплуатироваться при ветре силой до 8 баллов по шкале Бофорта и функционировать без выбросов вредных веществ.

(3) Скоростные патрульные катера / военные суда: Определённая модель скоростного патрульного катера использует многоосевые углеродные волокна вместо стальных листов, что обеспечивает снижение общей массы на 32 %, повышение скорости на 18 % и улучшение топливной эффективности на 21 %. Одновременно с этим снижается потребность в техническом обслуживании, связанном с коррозией, а совокупная стоимость жизненного цикла уменьшается на 40 %.

Палуба, переборки и конструктивные элементы: высокая усталостная прочность, снижение затрат на техническое обслуживание

Палубы и переборки постоянно подвергаются воздействию пешеходного движения, погрузки груза и ударов волн, что делает их склонными к растрескиванию и коррозии. Палубы и переборки из многоосевого углеродного волокна обладают высокой жёсткостью, устойчивостью к усталостным повреждениям и коррозионной стойкостью; они не проявляют признаков коррозии спустя 10 лет, а эксплуатационные расходы на обслуживание на 60 % ниже, чем у стальных компонентов.

Специализированные критически важные компоненты: лёгкая конструкция, повышенная производительность

(1) Водонепроницаемый кожух носового подруливающего устройства: Продукт мирового уровня, разработанный компанией Shanghai Huzhou, с использованием многоосевой углеродной ткани и сэндвич-структуры с сотообразным заполнителем и удельным весом всего 1 (способен плавать в воде). Весит лишь одну пятую от массы аналогичных зарубежных продукция , соответствует требованиям прочности для эксплуатации на глубине 15–25 метров под водой. Принят к применению компанией Mediterranean Shipping Company (MSC) и установлен на 24 контейнеровозах, что существенно снизило затраты на техническое обслуживание в доке.

(2) Гидрокрылья из углеродного волокна: Катамаран VS-9 оснащён гидролыжами из трёхмерно сплетённого углеродного волокна с размахом крыла 3,2 метра и массой всего 18 кг (по сравнению с 55 кг у традиционных гидролыж из алюминиевого сплава). Такая конструкция сокращает время отклика до диапазона 0,1 секунды и увеличивает ресурс до отказа до 8–10 лет.

(3) Вращающийся парус: Ключевой компонент систем ветроассистируемого движения для морских судов, изготавливаемый методом многоосевого наматывания углеродного волокна с последующим прессованием. Эта технология устраняет недостатки традиционных металлических вращающихся парусов — а именно их большую массу, склонность к коррозии и низкую аэродинамическую эффективность — и позволяет снизить расход топлива судна более чем на 30 %, способствуя тем самым декарбонизации морских перевозок.

Салон и особенности: лёгкая конструкция, гибкость и высокая эффективность

Многоосевые ткани из углеродного волокна используются для отделки интерьеров судов, мебели и креплений оборудования. Эти материалы обладают низким весом, просты в обработке и обеспечивают высокую гибкость дизайна. Они позволяют осуществлять модульную установку, снижают массу надстройки, повышают устойчивость судна и создают премиальный эстетический эффект.

Почему суда премиум-класса выбирают многоосевое углеродное волокно?

1. Сверхлёгкий дизайн для молниеносной скорости
2. Коррозионностойкая и не требующая технического обслуживания конструкция
3. Точное распределение нагрузок для повышения прочности конструкции

Weinuo Composites? Одно из немногих частных предприятий в Китае, специализирующихся на производстве многоосевых тканей из углеродного волокна

Рынок многоосевых тканей из углеродного волокна долгое время контролировался зарубежными гигантами. Чжанцзяганьская компания Weinuo Composite Materials Co., Ltd. — одно из немногих частных предприятий в Китае, способных самостоятельно разрабатывать и организовывать серийное производство многоосевых тканей из углеродного волокна.

Основана в 2015 году и расположена в Чжанцзягане, провинция Цзянсу, компания Weinuo на протяжении более десяти лет активно работает в сфере углеродного волокна:

(1) Производственные мощности: ежемесячный выпуск 500 000 кв. м тканей из углеродного волокна, 100 000 кв. м однонаправленных тканей, 3 млн кв. м препрегов и 100 000 листов панелей из углеродного волокна.

(2) Оборудование: предприятие располагает 30 передовыми ткацкими станками, 15 линиями производства препрегов, 1 станком для однонаправленного трикотажа основы, 10 термопрессами и 80 фрезерными станками с ЧПУ.

(3) Техническая экспертиза: у нас имеется более 20 патентов на изобретения, а также сертификат соответствия стандарту ISO 9001.

(4) Ассортимент продукции: наша линейка охватывает различные типоразмеры — 1K, 3K, 6K и 12K — и включает ткани из углеродного волокна, однонаправленные ткани, препреги и листы.

Продукция Weinuo широко применяется в аэрокосмической отрасли, фотогальванике, судостроении, железнодорожном транспорте, автомобильных компонентах, спортивном оборудовании, беспилотных летательных аппаратах, медицинских устройствах и других областях.

Примечательно, что Weinuo предлагает «индивидуальные» решения, разработанные с учетом потребностей заказчиков, и обеспечивает комплексные услуги — от ткачества до производства препрегов. Это означает, что независимо от того, речь идет о крупногабаритных многоосевых тканях для морского применения или о специальных укладках с нестандартными углами, Weinuo обладает возможностями оперативного реагирования.